2008 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ組織制御により人工磁束ピンニング点を導入した高温超伝導線材の創製
Project/Area Number |
08J04011
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Research Institution | International Superconductivity Technology Center Superconductivity Research Laboratory |
Principal Investigator |
三浦 正志 International Superconductivity Technology Center Superconductivity Research Laboratory, 線材研究開発部, 特別研究員(PD)
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Keywords | ナノ組織制御 / 高温超伝導線材 / 臨界電流密度 / 結晶成長 / 磁束ピンニング点 |
Research Abstract |
高温超伝導体であるREBa_2Cu_3O_y(RE:Y,Gd,などの希土類)超伝導体は、安価かつ無尽蔵に作り出すことが可能な液体窒素を冷媒とする温度下(77K)でも高い超伝導特性を示すため、変圧器、超伝導電力貯蔵装置(SMES)などへの応用が期待されている。これらの応用に用いる場合には、REBCO超伝導線材(金属テープ上に作製したREBCO超伝導薄膜)をソレノイドコイルの形で用いるが、このときREBCO線材にはあらゆる方向から磁場が印加される。磁場下でREBCO線材に電流を流した場合には、磁場の増加に伴い超伝導体内に侵入する量子化磁束の密度が増加し、それらが線材に流れる電流によりローレンツカを受け超伝導体内を移動し、超伝導状態を壊れる事により流れる臨界電流密度(J_c)は磁場の増加とともに減少する。そこで人工的にナノサイズの常伝導体を磁束ピンニング点として導入し高磁場下においてもJ_cの低下を抑えている必要がある。本研究では、磁場印加角度に対して等方的かつ高い臨界電流密度を得るために、最も低コスト化が期待される金属有機酸塩堆積(MOD)法により作製し、独自の手法を用いて超電導層内部に等方的な形状を有する磁束ピンニング点(BaZrO_3ナノ粒子)を導入した。 これまで磁束ピンニング点は、パルスレーザ蒸着法によるc軸方向に成長した柱状欠陥導入が主であったが、本研究ではこれまで報告例が少ないBaZrO_3ナノ粒子をMOD法の体積拡散による成長を制御し、世界で初めて膜面方向だけでなく膜厚方向にも均一分散させた。その結果、Y_<1-x>Sm_xBa_2Cu_3O_y+BZO線材は、液体窒素温度、B=1Tにおいてあらゆる磁場印加角度に対して等方的かつ世界最高のJ_<c,min>(J_cの最低値)を得ることに成功した。
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Research Products
(49 results)